JP6941372B2 - Valves and semiconductor manufacturing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、バルブおよびそれを備える半導体製造装置に関する。 The present invention relates to a valve and a semiconductor manufacturing apparatus including the valve.

高温対応のバルブとして、駆動圧（例えば、圧縮空気）による駆動力を増幅させる倍力機構を備え、倍力機構を介して、ステムおよび弁体を作動させ、流体通路を開閉するバルブが提案されている（例えば、特許文献１参照）。倍力機構は、支持部材と、支持部材に支持される軸部材と、軸部材に回転可能に支持される回転部材とにより構成されており、これらの部材のうち、回転部材の回転に伴って互いに摺動する２つの部材の間に通常は焼き付き防止のためグリスが塗布されている。 As a valve for high temperature, a valve equipped with a boosting mechanism that amplifies the driving force by driving pressure (for example, compressed air) and operates the stem and valve body via the boosting mechanism to open and close the fluid passage has been proposed. (See, for example, Patent Document 1). The boosting mechanism is composed of a support member, a shaft member supported by the support member, and a rotating member rotatably supported by the shaft member. Among these members, the rotating member is rotated. Grease is usually applied between two sliding members to prevent seizure.

特開平０７−１３９６４８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 07-139648

しかし、バルブを高温下で長期間使用した場合には、高温対応のグリスを使用したとしても、グリスが枯れてしまうことにより焼き付き等が発生し、バルブが作動不良を起こすことがあった。また、グリスからの放出ガスによりチャンバ内を汚染することがあった。 However, when the valve is used at a high temperature for a long period of time, even if the grease corresponding to the high temperature is used, seizure or the like may occur due to the grease withering, and the valve may malfunction. In addition, the gas released from the grease may contaminate the inside of the chamber.

そこで本発明は、高温使用においても焼き付き等が発生することなく長期間使用可能であり、チャンバ内を汚染することがないバルブおよび半導体製造装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a valve and a semiconductor manufacturing apparatus that can be used for a long period of time without seizure even when used at a high temperature and do not contaminate the inside of the chamber.

上記目的を解決するために、本発明の一態様であるバルブは、流体通路が形成され、弁座を備えたボディと、駆動力を発生する駆動手段と、前記駆動力を増幅させる倍力機構と、前記弁座に対し当接および離間して前記流体通路を開閉可能な弁体と、前記倍力機構により増幅された力を受けて、前記ボディに対し前記弁体を当接および離間可能に設けられたステムとを備え、前記倍力機構は、支持部と、前記支持部に両端が支持される軸部と、前記軸部により揺動可能に支持され、前記駆動力を受ける一端部と前記ステムに対し前記駆動力を増幅して伝える他端部とを有する揺動部と、を備え、前記揺動部、前記軸部、および前記支持部において、前記揺動部の揺動により生じる摺動部の少なくとも一部に、炭素材料が使用されている。 In order to solve the above object, the valve according to one aspect of the present invention has a body having a fluid passage formed and a valve seat, a driving means for generating a driving force, and a boosting mechanism for amplifying the driving force. The valve body that can open and close the fluid passage by contacting and separating from the valve seat and the valve body that can contact and separate from the body by receiving the force amplified by the boosting mechanism. The boosting mechanism is provided with a support portion, a shaft portion whose both ends are supported by the support portion, and one end portion which is swingably supported by the shaft portion and receives the driving force. And a swinging portion having a swinging portion having the other end portion that amplifies and transmits the driving force to the stem, and the swinging portion, the shaft portion, and the supporting portion are provided with the swinging portion of the swinging portion. A carbon material is used for at least a part of the resulting sliding part.

また、前記炭素材料は、炭素繊維複合材料であってもよい。 Further, the carbon material may be a carbon fiber composite material.

また、前記炭素繊維複合材料の繊維方向と、前記摺動部の摺動方向が一致していてもよい。 Further, the fiber direction of the carbon fiber composite material and the sliding direction of the sliding portion may be the same.

また、前記揺動部、前記軸部、および前記支持部における、前記摺動部の少なくとも一部以外の残りの部分は、ステンレスにより構成されてもよい。 Further, the remaining parts of the swinging portion, the shaft portion, and the supporting portion other than at least a part of the sliding portion may be made of stainless steel.

また、前記支持部は、前記軸部を回転可能に支持する軸受を有し、前記軸受は炭素材料により構成されてもよい。 Further, the support portion has a bearing that rotatably supports the shaft portion, and the bearing may be made of a carbon material.

また、前記摺動部は、2つの部材により構成され、前記２つの部材は直接接触していてもよい。 Further, the sliding portion may be composed of two members, and the two members may be in direct contact with each other.

本発明の一態様である半導体製造装置は、チャンバと、前記チャンバ内に配置された上記のバルブと、を備える。 A semiconductor manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention includes a chamber and the above-mentioned valve arranged in the chamber.

本発明によれば、高温使用下においても焼き付き等が発生することなく長期間使用可能であり、チャンバ内を汚染することがないバルブおよび半導体製造装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a valve and a semiconductor manufacturing apparatus that can be used for a long period of time without seizure even under high temperature use and do not contaminate the inside of the chamber.

本実施形態における閉状態にあるバルブの縦断面図を示す。The vertical sectional view of the valve in the closed state in this embodiment is shown. 倍力機構の一部断面を示した斜視図である。It is a perspective view which showed the partial cross section of the boosting mechanism. 倍力機構の平面図を示す。The plan view of the boosting mechanism is shown.

本発明の一実施形態によるバルブについて、図面を参照して説明する。 A valve according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態における閉状態にあるバルブ１の縦断面図を示している。図１に示すように、バルブ１は、ダイヤフラムバルブであり、例えば、半導体製造装置のチャンバ内において使用される。バルブ１は、ボディ２と、ボンネット部１０と、アクチュエータ部２０とを備える。なお、以下の説明において、バルブ１の、アクチュエータ部２０を上側、ボディ２側を下側として説明する。なお、本実施形態のバルブ１を構成する各部材は、特に言及しない限りステンレスにより構成されているものとする。 FIG. 1 shows a vertical cross-sectional view of the valve 1 in the closed state in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the valve 1 is a diaphragm valve, which is used, for example, in a chamber of a semiconductor manufacturing apparatus. The valve 1 includes a body 2, a bonnet portion 10, and an actuator portion 20. In the following description, the actuator portion 20 of the valve 1 will be referred to as the upper side, and the body 2 side will be referred to as the lower side. Unless otherwise specified, each member constituting the valve 1 of the present embodiment is made of stainless steel.

ボディ２には、弁室２ａと、弁室２ａに連通する流入路２ｂおよび流出路２ｃとが形成されている。ボディ２の流入路２ｂと弁室２ａとが連通する箇所の周縁（流入路２ｂの開口部）には、ボンネット部１０に向かって突出する円環状の弁座２Ｄが設けられている。また、ボディ２は、上方に延びるように設けられ、円筒状をなし、外周部に雄ねじ部が形成された円筒部２Ｅを有する。 The body 2 is formed with a valve chamber 2a and an inflow passage 2b and an outflow passage 2c communicating with the valve chamber 2a. An annular valve seat 2D protruding toward the bonnet portion 10 is provided on the peripheral edge (opening of the inflow path 2b) where the inflow path 2b of the body 2 and the valve chamber 2a communicate with each other. Further, the body 2 has a cylindrical portion 2E which is provided so as to extend upward, has a cylindrical shape, and has a male screw portion formed on an outer peripheral portion.

ボンネット部１０は、ダイヤフラム１１と、ボンネット１２と、押さえアダプタ１３と、ディスク１４と、ダイヤフラム押さえ１５とを有する。 The bonnet portion 10 has a diaphragm 11, a bonnet 12, a holding adapter 13, a disc 14, and a diaphragm holding 15.

弁体であるダイヤフラム１１は、例えばニッケル−コバルト合金からなり、複数枚のダイヤフラムにより構成され、環状の押さえアダプタ１３により、その外周縁部が狭圧され、ボディ２に対し保持されている。弁体であるダイヤフラム１１は、略球殻状をなし、上に凸の略円弧状が自然状態となっている。ダイヤフラム１１が弁座２Ｄに対し当接および離間することによって、流入路２ｂと流出路２ｃとの間の連通または遮断が行われる。バルブ１が閉状態にあるときには、ダイヤフラム１１が弁座２Ｄに当接し、流入路２ｂと流出路２ｃとが遮断される。 The diaphragm 11, which is a valve body, is made of, for example, a nickel-cobalt alloy, is composed of a plurality of diaphragms, and its outer peripheral edge is narrowed by an annular pressing adapter 13 to be held against the body 2. The diaphragm 11, which is a valve body, has a substantially spherical shell shape, and a substantially arc shape that is convex upward is in a natural state. The diaphragm 11 abuts and separates from the valve seat 2D to allow communication or blocking between the inflow path 2b and the outflow path 2c. When the valve 1 is in the closed state, the diaphragm 11 comes into contact with the valve seat 2D, and the inflow path 2b and the outflow path 2c are cut off.

ボンネット１２は、略円筒状をなし、ボディ２の円筒部２Ｅに上側から挿入され、押さえアダプタ１３に対し上側から当接している。 The bonnet 12 has a substantially cylindrical shape, is inserted into the cylindrical portion 2E of the body 2 from above, and is in contact with the pressing adapter 13 from above.

ディスク１４およびダイヤフラム押さえ１５は、一体に構成されて略円柱状をなし、ボンネット１２内に挿入されて上下方向に移動可能に支持され、ダイヤフラム１１の中央部を押圧可能である。 The disc 14 and the diaphragm retainer 15 are integrally formed to form a substantially columnar shape, are inserted into the bonnet 12 and supported so as to be movable in the vertical direction, and can press the central portion of the diaphragm 11.

アクチュエータ部２０は、ケーシング２１と、ベローズ２２と、ピストン２３と、ピストンリング２４と、倍力機構３０と、第１ステム２５と、第２ステム２６と、皿バネ２７とを備える。 The actuator unit 20 includes a casing 21, a bellows 22, a piston 23, a piston ring 24, a boosting mechanism 30, a first stem 25, a second stem 26, and a countersunk spring 27.

ケーシング２１は、下ケーシング２１Ａと、中間ケーシング２１Ｂと、上ケーシング２１Ｃとを有し、倍力機構３０等を収容する収容室２１ｇを形成する。 The casing 21 has a lower casing 21A, an intermediate casing 21B, and an upper casing 21C, and forms a storage chamber 21g for accommodating the boosting mechanism 30 and the like.

下ケーシング２１Ａは、円盤部２１Ａ１と、下突出部２１Ａ２と、上突出部２１Ａ３とを有する。円盤部２１Ａ１は、円盤状をなし、その中央部に貫通孔２１ｄが形成されている。下突出部２１Ａ２は、円筒状をなし、円盤部２１Ａ１の下面から下方に突出している。下突出部２１Ａ２の内周面には雌ねじ部が形成され、当該雌ねじ部がボディ２の円筒部２Ｅの雄ねじ部に螺合されている。これにより、ボンネット１２が円盤部２１Ａ１によって下方に押され、押さえアダプタ１３がダイヤフラム１１の外周縁部を押圧する。上突出部２１Ａ３は、円筒状をなし、円盤部２１Ａ１の上面から上方に突出している。上突出部２１Ａ３の外周面には雄ねじ部が形成されている。 The lower casing 21A has a disk portion 21A1, a lower protruding portion 21A2, and an upper protruding portion 21A3. The disk portion 21A1 has a disk shape, and a through hole 21d is formed in the central portion thereof. The lower protruding portion 21A2 has a cylindrical shape and protrudes downward from the lower surface of the disc portion 21A1. A female threaded portion is formed on the inner peripheral surface of the lower protruding portion 21A2, and the female threaded portion is screwed into the male threaded portion of the cylindrical portion 2E of the body 2. As a result, the bonnet 12 is pushed downward by the disk portion 21A1, and the pressing adapter 13 presses the outer peripheral edge portion of the diaphragm 11. The upper protruding portion 21A3 has a cylindrical shape and protrudes upward from the upper surface of the disk portion 21A1. A male screw portion is formed on the outer peripheral surface of the upper protruding portion 21A3.

中間ケーシング２１Ｂは、円筒状をなし、その上端部および下端部の内周面に、それぞれ雌ねじ部が形成されている。当該下端部の雌ねじ部が下ケーシング２１Ａの上突出部２１Ａ３の雄ねじ部に螺合されることにより、中間ケーシング２１Ｂは下ケーシング２１Ａに対し固定されている。また、中間ケーシング２１Ｂの内周面であって上突出部２１Ａ３の上側には、内方へ突出する突出部２１Ｅが設けられている。 The intermediate casing 21B has a cylindrical shape, and female threaded portions are formed on the inner peripheral surfaces of the upper end portion and the lower end portion, respectively. The intermediate casing 21B is fixed to the lower casing 21A by screwing the female threaded portion of the lower end portion into the male threaded portion of the upper protruding portion 21A3 of the lower casing 21A. Further, a protruding portion 21E that protrudes inward is provided on the inner peripheral surface of the intermediate casing 21B and above the upper protruding portion 21A3.

上ケーシング２１Ｃは、略円盤状をなし、その外周部には雄ねじ部が形成され、その中央部に貫通孔２１ｆが形成されている。当該雄ねじ部が中間ケーシング２１Ｂの上端部の雌ねじ部に螺合されることにより、上ケーシング２１Ｃは中間ケーシング２１Ｂに対し固定されている。貫通孔２１ｆには、駆動圧導入用継手２８が取り付けられている。なお、本実施形態では、駆動圧導入用継手２８は上ケーシング２１Ｃに対し溶接により取り付けられている。 The upper casing 21C has a substantially disk shape, a male screw portion is formed on the outer peripheral portion thereof, and a through hole 21f is formed in the central portion thereof. The upper casing 21C is fixed to the intermediate casing 21B by screwing the male threaded portion into the female threaded portion at the upper end of the intermediate casing 21B. A drive pressure introduction joint 28 is attached to the through hole 21f. In this embodiment, the drive pressure introduction joint 28 is attached to the upper casing 21C by welding.

ベローズ２２は、全体として円筒状をなし、その上端部の外縁が上ケーシング２１Ｃの下面に密着するように固定されている。ベローズ２２は、いわゆる溶接ベローズであり、円環状の複数の金属板の内径部と外径部を交互に溶接しながら繋ぎ合わせて作成される。 The bellows 22 has a cylindrical shape as a whole, and the outer edge of the upper end portion thereof is fixed so as to be in close contact with the lower surface of the upper casing 21C. The bellows 22 is a so-called welded bellows, and is created by joining the inner diameter portions and outer diameter portions of a plurality of annular metal plates while alternately welding them.

ピストン２３は、略円盤状をなし、その上面の外周には、ベローズ２２の下端部の外縁が密着するように固定されている。このように、上ケーシング２１Ｃ、ベローズ２２、およびピストン２３は、一体化され、駆動圧導入室２３ａを形成する。 The piston 23 has a substantially disk shape, and is fixed to the outer periphery of the upper surface thereof so that the outer edge of the lower end portion of the bellows 22 is in close contact with the piston 23. In this way, the upper casing 21C, the bellows 22, and the piston 23 are integrated to form the drive pressure introduction chamber 23a.

ピストンリング２４は、環状をなし、ピストン２３の下面の外周部に固定されている。 The piston ring 24 has an annular shape and is fixed to the outer peripheral portion of the lower surface of the piston 23.

次に、倍力機構３０について図１〜図３を参照して説明する。 Next, the boosting mechanism 30 will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図２は、倍力機構３０の一部断面を示した斜視図である。図３は、倍力機構３０の平面図を示している。 FIG. 2 is a perspective view showing a partial cross section of the booster mechanism 30. FIG. 3 shows a plan view of the booster mechanism 30.

倍力機構３０は、リテーナ３１と、６つの軸受３２と、３本のシャフト３３と、３つのアーム３４と、３つの平行ピン３５と、６つのワッシャ３６と、３つの止め輪３７とを有する。 The booster mechanism 30 has a retainer 31, six bearings 32, three shafts 33, three arms 34, three parallel pins 35, six washers 36, and three retaining rings 37. ..

リテーナ３１は、円盤状の底部３１Ａと、底部３１Ａから上方に突出するピン支持部３１Ｂとを有する。底部３１Ａおよびピン支持部３１Ｂには、上下方向に貫通するステム孔３１ｃが形成されている。底部３１Ａの外周縁は、突出部２１Ｅと上突出部２１Ａ３とに挟持され、これによりリテーナ３１は、ケーシング２１に固定されている。ピン支持部３１Ｂには、径方向に延びる３つの溝部３１ｄが円周方向に等間隔（１２０°間隔）に形成されている。また、ピン支持部３１Ｂの外周部には、３つの溝部３１ｄの間に切り欠き３１ｅが形成されている。また、ピン支持部３１Ｂにおける溝部３１ｄを挟むように位置する部分には、それぞれ軸受孔３１ｆが形成されている。各軸受孔３１ｆの両端は、それぞれ溝部３１ｄおよび切り欠き３１ｅに開口する。 The retainer 31 has a disk-shaped bottom portion 31A and a pin support portion 31B protruding upward from the bottom portion 31A. Stem holes 31c penetrating in the vertical direction are formed in the bottom portion 31A and the pin support portion 31B. The outer peripheral edge of the bottom portion 31A is sandwiched between the protruding portion 21E and the upper protruding portion 21A3, whereby the retainer 31 is fixed to the casing 21. In the pin support portion 31B, three groove portions 31d extending in the radial direction are formed at equal intervals (120 ° intervals) in the circumferential direction. Further, a notch 31e is formed between the three groove portions 31d on the outer peripheral portion of the pin support portion 31B. Further, bearing holes 31f are formed in the portion of the pin support portion 31B located so as to sandwich the groove portion 31d. Both ends of each bearing hole 31f are opened in the groove 31d and the notch 31e, respectively.

各軸受３２は、炭素繊維複合材料（Ｃ／Ｃコンポジット）により構成され、円筒状をなしている。軸受３２を構成する炭素繊維複合材料の繊維方向は、軸受３２の円周方向（摺動方向に相当）と同方向に構成されている。また、軸受３２は、軸受孔３１ｆに挿入されている。リテーナ３１および軸受３２により、支持部が構成される。 Each bearing 32 is made of a carbon fiber composite material (C / C composite) and has a cylindrical shape. The fiber direction of the carbon fiber composite material constituting the bearing 32 is formed in the same direction as the circumferential direction (corresponding to the sliding direction) of the bearing 32. Further, the bearing 32 is inserted into the bearing hole 31f. The retainer 31 and the bearing 32 form a support portion.

軸部である各シャフト３３は、溝部３１ｄを挟むように位置する一対の軸受３２を貫通している。 Each shaft 33, which is a shaft portion, penetrates a pair of bearings 32 located so as to sandwich the groove portion 31d.

揺動部である各アーム３４は、その長手方向に直行する方向に貫通するピン孔３４ａが形成されている。各アーム３４は、溝部３１ｄに配置され、ピン孔３４ａにシャフト３３が貫通され、揺動可能に支持されている。各シャフト３３は、アーム３４のピン孔３４ａに対し圧入されており、アーム３４の揺動によりシャフト３３も回転するように構成されている。各アーム３４は、シャフト３３の径方向において内端部３４Ｂと外端部３４Ｃとを有し、内端部３４Ｂには、ピン溝３４ｄが形成されている。内端部３４Ｂは、ステム孔３１ｃ内において第1ステム２５の後述のフランジ部２５Ｂの下側に位置し、外端部３４Ｃは、ピストンリング２４の下側に位置し、ピストンリング２４の下面に当接可能である。 Each arm 34, which is a swinging portion, is formed with a pin hole 34a penetrating in a direction orthogonal to the longitudinal direction thereof. Each arm 34 is arranged in the groove portion 31d, and the shaft 33 is penetrated through the pin hole 34a and is supported so as to be swingable. Each shaft 33 is press-fitted into the pin hole 34a of the arm 34, and the shaft 33 is also configured to rotate due to the swing of the arm 34. Each arm 34 has an inner end portion 34B and an outer end portion 34C in the radial direction of the shaft 33, and a pin groove 34d is formed in the inner end portion 34B. The inner end portion 34B is located in the stem hole 31c below the flange portion 25B described later of the first stem 25, and the outer end portion 34C is located below the piston ring 24 and is located on the lower surface of the piston ring 24. It can be contacted.

各平行ピン３５は、アーム３４のピン溝３４ｄに嵌入されている。平行ピン３５は、第１ステム２５の後述のフランジ部２５Ｂの下面に当接可能である。各シャフト３３の中心軸は、外端部３４Ｃのピストンリング２４に対する当接部分と平行ピン３５のフランジ部２５Ｂに対する当接部分との中間位置よりも、内端部３４Ｂ側に位置するように構成されている。 Each parallel pin 35 is fitted in the pin groove 34d of the arm 34. The parallel pin 35 can come into contact with the lower surface of the flange portion 25B described later of the first stem 25. The central axis of each shaft 33 is configured to be located closer to the inner end portion 34B than the intermediate position between the contact portion of the outer end portion 34C with respect to the piston ring 24 and the contact portion of the parallel pin 35 with respect to the flange portion 25B. Has been done.

このように、シャフト３３の中心軸が、外端部３４Ｃよりも内端部３４Ｂ側に位置しているので、外端部３４Ｃに作用する力は、内端部３４Ｂにおいて増幅され、増幅された力が第１ステム２５に作用する。なお、おおよそ増幅率は、（シャフト３３の中心軸からアーム３４の外端部３４Ｃのピストンリング２４に対する当接部分までの距離）／（シャフト３３の中心軸から平行ピン３５のフランジ部２５Ｂに対する当接部分までの距離）となっている。 As described above, since the central axis of the shaft 33 is located closer to the inner end portion 34B than the outer end portion 34C, the force acting on the outer end portion 34C is amplified and amplified at the inner end portion 34B. The force acts on the first stem 25. The amplification factor is approximately (distance from the central axis of the shaft 33 to the contact portion of the outer end portion 34C of the arm 34 with respect to the piston ring 24) / (the contact portion from the central axis of the shaft 33 to the flange portion 25B of the parallel pin 35). Distance to the contact part).

各ワッシャ３６は、各シャフト３３の両端に設けられている。各止め輪３７は、各シャフトの一端に設けられ、各シャフト３３がリテーナ３１から抜けるのを防止する。 Each washer 36 is provided at both ends of each shaft 33. Each retaining ring 37 is provided at one end of each shaft to prevent each shaft 33 from coming off the retainer 31.

図１に示すように、第１ステム２５は、上下方向に延びる本体部２５Ａと、本体部２５Ａから外方に突出するフランジ部２５Ｂとを備える。本体部２５Ａの下端部には雄ねじ部が形成されている。フランジ部２５Ｂは、リテーナ３１のステム孔３１ｃに挿入されており、第１ステム２５はステム孔３１ｃ内において上下方向に移動可能である。フランジ部２５Ｂは、３つのアーム３４の内端部３４Ｂの上側に位置している。 As shown in FIG. 1, the first stem 25 includes a main body portion 25A extending in the vertical direction and a flange portion 25B protruding outward from the main body portion 25A. A male screw portion is formed at the lower end portion of the main body portion 25A. The flange portion 25B is inserted into the stem hole 31c of the retainer 31, and the first stem 25 can move in the vertical direction in the stem hole 31c. The flange portion 25B is located above the inner end portions 34B of the three arms 34.

第２ステム２６は、略円柱状をなし、基部２６Ａと、上端部２６Ｂと、フランジ部２６Ｃと、下端部２６Ｄとを有する。基部２６Ａおよび上端部２６Ｂには、雌ねじ部が形成され、当該雌ねじ部に第１ステム２５の雄ねじ部が螺合されることにより、第１ステム２５と第２ステム２６とが一体化されている。上端部２６Ｂは、ステム孔３１ｃに挿入されている。フランジ部２６Ｃは、基部２６Ａと下端部２６Ｄとの間から外方に突出している。下端部２６Ｄは、下ケーシング２１Ａの貫通孔２１ｄに挿入され、ディスク１４に対し上側から当接している。第２ステム２６は、その上端部２６Ｂがステム孔３１ｃに挿入され、その下端部２６Ｄが貫通孔２１ｄに挿入されることにより、上下方向に移動可能に支持されている。このように、第１ステム２５および第２ステム２６は、ボディ２に対し近接および離間可能に構成される。 The second stem 26 has a substantially columnar shape and has a base portion 26A, an upper end portion 26B, a flange portion 26C, and a lower end portion 26D. A female threaded portion is formed on the base portion 26A and the upper end portion 26B, and the male threaded portion of the first stem 25 is screwed into the female threaded portion to integrate the first stem 25 and the second stem 26. .. The upper end portion 26B is inserted into the stem hole 31c. The flange portion 26C projects outward from between the base portion 26A and the lower end portion 26D. The lower end portion 26D is inserted into the through hole 21d of the lower casing 21A and is in contact with the disc 14 from above. The second stem 26 is supported so as to be movable in the vertical direction by inserting the upper end portion 26B into the stem hole 31c and the lower end portion 26D into the through hole 21d. As described above, the first stem 25 and the second stem 26 are configured to be close to and separated from the body 2.

皿バネ２７は、リテーナ３１の底部３１Ａと、第２ステム２６のフランジ部２６Ｃとの間に複数枚配置され、第１ステム２５および第２ステム２６を常に下向きに付勢している。 A plurality of countersunk springs 27 are arranged between the bottom portion 31A of the retainer 31 and the flange portion 26C of the second stem 26, and the first stem 25 and the second stem 26 are always urged downward.

図１に示すようにバルブ１が閉状態にある場合には、第１ステム２５および第２ステム２６が皿バネ２７により下方に付勢され、第２ステム２６がディスク１４およびダイヤフラム押さえ１５を押圧することにより、ダイヤフラム１１が押圧されて弁座２Ｄに当接し、流入路２ｂと流出路２ｃとの連通が遮断されている。また、第１ステム２５のフランジ部２５Ｂは、平行ピン３５を下方に押圧しており、アーム３４の外端部３４Ｃは、内端部３４Ｂよりも上側に位置している。 When the valve 1 is in the closed state as shown in FIG. 1, the first stem 25 and the second stem 26 are urged downward by the countersunk spring 27, and the second stem 26 presses the disc 14 and the diaphragm retainer 15. By doing so, the diaphragm 11 is pressed and comes into contact with the valve seat 2D, and the communication between the inflow path 2b and the outflow path 2c is cut off. Further, the flange portion 25B of the first stem 25 presses the parallel pin 35 downward, and the outer end portion 34C of the arm 34 is located above the inner end portion 34B.

駆動圧を駆動圧導入用継手２８を介して、駆動圧導入室２３ａに導入することにより、ピストン２３に対し下向きの力が働く。ピストン２３が下方に移動すると、ピストンリング２４によりアーム３４の外端部３４Ｃが下方に押される。アーム３４がシャフト３３の軸心を中心に揺動して、アーム３４の内端部３４Ｂが上方へ移動する。アーム３４の内端部３４Ｂ（平行ピン３５）の上向きの力と流入路２ｂを流れるガスがダイヤフラム１１を押す力が、皿バネ２７の付勢力よりも大きくなると、第１ステム２５および第２ステム２６が上方に移動し、ディスク１４およびダイヤフラム押さえ１５を下向きに押す力が小さくなる。これにより、ダイヤフラム１１が流体の圧力により押し上げられ、弁座２Ｄから離間し、弁が開かれる。 By introducing the drive pressure into the drive pressure introduction chamber 23a via the drive pressure introduction joint 28, a downward force acts on the piston 23. When the piston 23 moves downward, the piston ring 24 pushes the outer end portion 34C of the arm 34 downward. The arm 34 swings about the axis of the shaft 33, and the inner end portion 34B of the arm 34 moves upward. When the upward force of the inner end portion 34B (parallel pin 35) of the arm 34 and the force of the gas flowing through the inflow path 2b pushing the diaphragm 11 become larger than the urging force of the countersunk spring 27, the first stem 25 and the second stem The 26 moves upward, and the force for pushing the disc 14 and the diaphragm retainer 15 downward becomes smaller. As a result, the diaphragm 11 is pushed up by the pressure of the fluid, separated from the valve seat 2D, and the valve is opened.

アーム３４の揺動によりシャフト３３が回転し、各シャフト３３の両端部は軸受３２に対して摺動する。本実施形態では、各シャフト３３の両端部と軸受３２とにより摺動部が構成され、各シャフト３３と軸受３２とは、グリス等の潤滑剤を介さず、直接接触している。 The shaft 33 rotates due to the swing of the arm 34, and both ends of each shaft 33 slide with respect to the bearing 32. In the present embodiment, a sliding portion is formed by both ends of each shaft 33 and a bearing 32, and each shaft 33 and the bearing 32 are in direct contact with each other without using a lubricant such as grease.

以上のように、本実施形態のバルブ１によれば、アーム３４、シャフト３３、および軸受３２を備えるリテーナ３１のうち、アーム３４の揺動により生じる摺動部の一部に、炭素材料が使用されている。すなわち、摺動部を構成する各シャフト３３の両端部と軸受３２とのうち、軸受３２は炭素繊維複合材料により構成されている。かかる構成によれば、炭素繊維複合材料は、高い耐熱性、耐摩耗性、摺動性を有するので、バルブ１を高温（例えば３００℃以上）で使用したとしても、摺動部において焼き付き等が発生することなく長期間使用可能となり、高耐久性を実現することができる。また、摺動部に潤滑剤であるグリスを必要としないので、半導体製造装置のチャンバ内で使用したとしても、チャンバ内を汚染することがない。 As described above, according to the valve 1 of the present embodiment, of the retainer 31 provided with the arm 34, the shaft 33, and the bearing 32, a carbon material is used for a part of the sliding portion generated by the swing of the arm 34. Has been done. That is, of the both ends of each shaft 33 constituting the sliding portion and the bearing 32, the bearing 32 is made of a carbon fiber composite material. According to this configuration, the carbon fiber composite material has high heat resistance, wear resistance, and slidability. Therefore, even if the valve 1 is used at a high temperature (for example, 300 ° C. or higher), seizure or the like occurs in the sliding portion. It can be used for a long period of time without occurring, and high durability can be realized. Further, since grease as a lubricant is not required for the sliding portion, even if it is used in the chamber of the semiconductor manufacturing apparatus, the inside of the chamber is not contaminated.

また、炭素繊維複合材料により構成された軸受３２の繊維方向と、シャフト３３の回転方向（軸受の円周方向、摺動方向）とが一致するように構成されているので、摺動部における摺動性を向上させることができる。 Further, since the fiber direction of the bearing 32 made of the carbon fiber composite material and the rotation direction of the shaft 33 (circumferential direction and sliding direction of the bearing) are configured to coincide with each other, sliding in the sliding portion Mobility can be improved.

また、倍力機構３０において、摺動部の一部である軸受３２以外の残りの部分である、リテーナ３１、シャフト３３、およびアーム３４は、ステンレスにより構成されているので、摺動部の摺動性を高めつつ、倍力機構３０の強度を確保することができる。 Further, in the booster mechanism 30, the retainer 31, the shaft 33, and the arm 34, which are the remaining parts other than the bearing 32 which is a part of the sliding part, are made of stainless steel, so that the sliding part is slid. It is possible to secure the strength of the boosting mechanism 30 while increasing the mobility.

また、ステンレスを摺動部に用いた場合、あそびの設計に際して熱膨張性を検討する必要があるが、炭素繊維複合材料は、熱膨張性がステンレスに比べて低いので、軸受３２とシャフト３３との間のあそびの制御が容易となる。 Further, when stainless steel is used for the sliding portion, it is necessary to consider the thermal expansion property when designing the play. However, since the carbon fiber composite material has a lower coefficient of thermal expansion than stainless steel, the bearing 32 and the shaft 33 are used. It becomes easy to control the play between.

また、本実施形態のバルブ１をチャンバ内に配置して使用する半導体製造装置では、グリスを使用していないため、グリスからの放出ガスによるチャンバ内の汚染を防止することができる。 Further, since the semiconductor manufacturing apparatus used by arranging the valve 1 of the present embodiment in the chamber does not use grease, it is possible to prevent the inside of the chamber from being contaminated by the gas released from the grease.

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。 The present invention is not limited to the above-described examples. A person skilled in the art can make various additions and changes within the scope of the present invention.

例えば、上記の実施形態において、軸受３２を構成する炭素材料に、炭素繊維複合材料を用いたが、例えば、グラファイトを用いてもよい。また、摺動部は、各シャフト３３の両端部と軸受３２により構成さていたが、例えば、アーム３４と当該アーム３４に接するシャフト３３の中央部分とにより構成され、少なくとも一部が炭素材料により構成されていてもよい。各シャフト３３の両端部が炭素材料により構成されていてもよい。また、倍力機構３０全体が炭素材料により構成されていてもよい。 For example, in the above embodiment, the carbon fiber composite material is used as the carbon material constituting the bearing 32, but graphite may be used, for example. The sliding portion was composed of both ends of each shaft 33 and bearings 32. For example, the sliding portion is composed of an arm 34 and a central portion of the shaft 33 in contact with the arm 34, and at least a part thereof is composed of a carbon material. It may have been done. Both ends of each shaft 33 may be made of a carbon material. Further, the entire boosting mechanism 30 may be made of a carbon material.

また、倍力機構３０は、上記の実施形態の構成に限らず、他の構成であってもよい。駆動手段は、駆動圧により駆動力を発生する構成であったが、例えば、ソレノイドにより駆動力を発生する構成であってもよい。また、バルブ１を構成する各部材は、ステンレスにより構成されていたが、高温（例えば３００℃以上）で使用可能であれば、他の材料であってもよい。アーム３４の数は、３つであったが、２つ以上であれば何個であってもよく、リテーナ３１の構成およびシャフト３３の数は、アーム３４の数に応じて変更してもよい。 Further, the boosting mechanism 30 is not limited to the configuration of the above embodiment, and may have other configurations. The driving means has a configuration in which a driving force is generated by a driving pressure, but for example, a driving force may be generated by a solenoid. Further, although each member constituting the valve 1 is made of stainless steel, another material may be used as long as it can be used at a high temperature (for example, 300 ° C. or higher). The number of arms 34 was three, but any number may be used as long as it is two or more, and the configuration of the retainer 31 and the number of shafts 33 may be changed according to the number of arms 34. ..

１：バルブ、 ２：ボディ、 ２ｂ：流入路、 ２ｃ：流出路、 ２Ｄ：弁座、
１１：ダイヤフラム、 ２５：第１ステム、 ２６：第２ステム、 ３０：倍力機構、
３１：リテーナ、 ３２：軸受、 シャフト：ピン、 ３４：アーム

1: Valve, 2: Body, 2b: Inflow path, 2c: Outflow path, 2D: Valve seat,
11: Diaphragm, 25: 1st stem, 26: 2nd stem, 30: Boost mechanism,
31: Retainer, 32: Bearing, Shaft: Pin, 34: Arm

Claims (6)

流体通路が形成され、弁座を備えたボディと、
駆動力を発生する駆動手段と、
前記駆動力を増幅させる倍力機構と、
前記弁座に対し当接および離間して前記流体通路を開閉可能な弁体と、
前記倍力機構により増幅された力を受けて、前記ボディに対し前記弁体を当接および離間可能に設けられたステムと、を備え、
前記倍力機構は、
支持部と、
前記支持部に両端が支持される軸部と、
前記軸部により揺動可能に支持され、前記駆動力を受ける一端部と前記ステムに対し前記駆動力を増幅して伝える他端部とを有する揺動部と、を備え、
前記揺動部、前記軸部、および前記支持部において、前記揺動部の揺動により摺動する摺動部の少なくとも一部に、炭素材料が使用され、
前記炭素材料は、炭素繊維複合材料であり、前記炭素繊維複合材料の繊維方向と、前記摺動部の摺動方向が一致している、バルブ。 A body with a fluid passage and a valve seat,
The driving means that generates the driving force and
A boosting mechanism that amplifies the driving force and
A valve body capable of opening and closing the fluid passage in contact with and separated from the valve seat,
It is provided with a stem provided so that the valve body can be brought into contact with and separated from the body in response to the force amplified by the boosting mechanism.
The boosting mechanism
Support part and
A shaft portion whose both ends are supported by the support portion and
It is provided with a swinging portion that is swingably supported by the shaft portion and has a one end portion that receives the driving force and the other end portion that amplifies and transmits the driving force to the stem.
In the swinging portion, the shaft portion, and the supporting portion, a carbon material is used for at least a part of the sliding portion that slides due to the swinging of the swinging portion .
The carbon material is a carbon fiber composite material, and a valve in which the fiber direction of the carbon fiber composite material and the sliding direction of the sliding portion coincide with each other. 前記倍力機構を収容するケーシングを備え、
前記ケーシングは、下ケーシングと、中間ケーシングと、上ケーシングとを有し、
前記支持部の周縁部は、前記下ケーシングと前記中間ケーシングとに接して挟持されている、請求項１に記載のバルブ。 A casing for accommodating the boosting mechanism is provided.
The casing has a lower casing, an intermediate casing, and an upper casing.
The valve according to claim 1, wherein the peripheral edge portion of the support portion is sandwiched between the lower casing and the intermediate casing. 前記揺動部、前記軸部、および前記支持部における、前記摺動部の少なくとも一部以外の残りの部分は、ステンレスにより構成されている、請求項１から請求項２のいずれか一項に記載のバルブ。 The remaining part of the swing portion, the shaft portion, and the support portion other than at least a part of the sliding portion is made of stainless steel, according to any one of claims 1 to 2. The valve described. 前記支持部は、前記軸部を回転可能に支持する軸受を有し、
前記軸受は炭素材料により構成されている、請求項３に記載のバルブ。 The support portion has a bearing that rotatably supports the shaft portion.
The valve according to claim 3 , wherein the bearing is made of a carbon material. 前記摺動部は、２つの部材により構成され、前記２つの部材は直接接触している、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のバルブ。 The valve according to any one of claims 1 to 4 , wherein the sliding portion is composed of two members, and the two members are in direct contact with each other. チャンバと、
前記チャンバ内に配置された請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のバルブと、を備える、半導体製造装置。
With the chamber
A semiconductor manufacturing apparatus comprising the valve according to any one of claims 1 to 5 , which is arranged in the chamber.
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